熱塑性彈性體以其高彈性、柔韌性、爽滑的手感等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)下深受眾多電線電纜廠的親睞。隨著PVC材料在很多場(chǎng)合受到限制使用，熱塑性彈性體現(xiàn)已得到大力推廣。

近15年來，國(guó)內(nèi)對(duì)熱塑性彈性體的阻燃開發(fā)越來越多，阻燃熱塑性彈性體特別是以TPE和TPU為代表在消費(fèi)品數(shù)據(jù)線以及新能源充電樁護(hù)套線和絕緣線、車內(nèi)高壓線上已得到廣泛的應(yīng)用。

但熱塑性彈性體的阻燃研究依然存在很多客觀的問題，例如經(jīng)常有朋友問TPE和TPU的區(qū)別有哪些。本文主要簡(jiǎn)談熱塑性彈性體TPE和TPU電線電纜料的特點(diǎn)、性能對(duì)比和應(yīng)用。

01、TPE在電線電纜領(lǐng)域中的應(yīng)用

TPE指以SEBS為基體樹脂的熱塑性彈性體，SEBS是苯乙烯（S）-乙烯（E）/丁烯（B）-苯乙烯（S）構(gòu)成嵌段共聚物。

SEBS亦即SBS中的雙鍵被氫化飽和，因而SEBS具有良好的耐候性、耐熱性、耐壓縮變形性和優(yōu)異的力學(xué)性能。

(1)SEBS產(chǎn)品電絕緣性能優(yōu)良，無毒，耐候、耐老化性能好，有較好的柔順性和較高的強(qiáng)度，且使用溫度范圍較寬，是制作電線電纜外被皮和絕緣帶的優(yōu)異材料，主要應(yīng)用于移動(dòng)智能終端和家電等領(lǐng)域。

目前在線材行業(yè)，SEBS產(chǎn)品在低壓線材領(lǐng)域（如耳機(jī)線、充電器線、USB線、音頻/視頻線、電腦線等）代替PVC已成為大勢(shì)所趨。

(2)由于消費(fèi)類電子產(chǎn)品具有更新?lián)Q代快、使用周期短的特點(diǎn)，隨著消費(fèi)升級(jí)時(shí)代的來臨，SEBS相關(guān)產(chǎn)品在該行業(yè)有著巨大的發(fā)展空間。

隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)電纜防火性能和環(huán)保性能的要求越來越迫切，人們消費(fèi)水平的不斷提高，高性能的阻燃SEBS產(chǎn)品未來替代PVC、CPE等電纜基材的趨勢(shì)日益顯現(xiàn)，未來應(yīng)用前景廣闊，目前對(duì)SEBS阻燃改性和高性能化開發(fā)市場(chǎng)需求很大。

(3)特殊功能TPE料：隨著TPE材料的新技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展，目前特殊功能TPE料主要有導(dǎo)電TPE、抗靜電TPE、TPE絕緣料、輻照交聯(lián)XLTPO、高回彈性TPE、高阻燃TPE等。

02、TPU在電線電纜領(lǐng)域中的應(yīng)用

TPU熱塑性聚氨酯彈性體，它是由二異氰酸酯和大分子多元醇、擴(kuò)鏈劑/交聯(lián)劑和少量助劑共同反應(yīng)生成的線性嵌段共聚物。一種是以聚氨酯材料為主，另外一種是聚醚型為主。

圖：TPU分子結(jié)構(gòu)

通常為一種嵌段聚合物，長(zhǎng)鏈多元醇與異氰酸酯反應(yīng)得到的PU作為軟質(zhì)段，短鏈二元醇與異氰酸酯反應(yīng)得到的PU作為硬質(zhì)段。

TPU彈性體在電線電纜方面的應(yīng)用主要為以下領(lǐng)域：

汽車線束：防抱死系統(tǒng)（ABS）線束，里程表線纜，汽車通訊線纜，充電樁阻燃護(hù)套線等；

地理勘探電纜：油田\海洋\陸地勘探線纜，地震波檢測(cè)電纜等；

消費(fèi)類電子電線：耳機(jī)線，手機(jī)充電用（阻燃）數(shù)據(jù)線，音頻線，USB線，電腦配件線等；

能源及工業(yè)線纜：電腦數(shù)控線纜，風(fēng)力發(fā)電線纜，礦用線纜，動(dòng)力能源線纜；

電線通訊線纜：光纖線纜護(hù)套線，要求阻燃；

醫(yī)療設(shè)備線纜：心電圖線，血液氧氣探測(cè)線，電極導(dǎo)線線纜，按摩器線纜。

03、TPE和TPU電線電纜料性能比較

（1）TPU比TPE的強(qiáng)度好，拉伸強(qiáng)度和拉伸率：TPU的拉伸強(qiáng)度是天然橡膠和合成橡膠的2~3倍，TPU的耐彎折能力好；耐磨性能好，Taber磨耗值為0.35-0.5mg，是塑料中最小的，因此耐破皮性能好。

（2）TPE和TPU的手感和柔軟性能：TPE可以從0度~99A較寬的范圍內(nèi)調(diào)整硬度和柔韌性，而TPU的硬度范圍為60~95A，在硬度85A以上時(shí)仍保持彈性，這是其它彈性體所沒有的特性，所以TPU具有高負(fù)載支撐能力和良好的吸排效果；兩者在不同的硬度范圍內(nèi)手感有不小的差別，根據(jù)要求適應(yīng)不同的場(chǎng)合需求；TPE在高硬度場(chǎng)合彈性損失較大。

（3）聚醚TPU和TPE的耐水性能好，但是聚酯TPU耐水性能很差；TPU的耐油性能優(yōu)于TPE。

（4）聚酯TPU的抗UV比較差，容易黃變，由于聚氨酯硬段和芳香族固化劑的苯環(huán)與羧酸酯共軛，發(fā)生氧化重排，形成具有發(fā)色基團(tuán)的醌式結(jié)構(gòu)，從而使得聚合物鏈段中產(chǎn)生不飽和鍵；在紫外線的作用下，為變色反應(yīng)提供能量"自由基”，其提供的能量足以破壞大部分聚合物的化學(xué)鍵，引發(fā)自動(dòng)氧化反應(yīng)，造成老化降解。

聚醚TPU的黃變性能比聚酯TPU好，通過改性后抗UV能力可以提高，確保1~2年內(nèi)不變黃；而TPE的抗UV總體優(yōu)于TPU，因此耐變色性能TPE要比TPU好很多。

聚酯TPU和聚醚TPU其它性能對(duì)比：

綜上所述，聚醚型TPU具有耐水解、抗霉菌、高回彈性、低溫性能好的優(yōu)點(diǎn)。而聚酯型TPU具有高拉伸強(qiáng)度、撓曲性能、耐磨耗性以及耐溶劑性能，抗氧化和耐較高溫度等優(yōu)點(diǎn)。

04、TPE和TPU電線電纜料加工成型及成本對(duì)比TPE和TPU電線電纜料加工成型對(duì)比：

（1）TPU極容易吸水，加工前需要100℃*3~4H干燥，而TPE干燥70~80℃*2H即可；

（2）TPU對(duì)擠出機(jī)要求L/D比在20-30之間，壓縮比在2-4之間的單螺桿三段式擠出機(jī)適合于TPU加工；螺桿及料管的間隙約為0.1-0.2mm，最佳的螺桿設(shè)計(jì)應(yīng)避免激烈磨擦過熱而使得材料分解裂化從而降低制品機(jī)械物性。

螺桿轉(zhuǎn)速依螺桿直徑而定，由于TPU對(duì)煎切敏感，太高轉(zhuǎn)速易導(dǎo)致TPU裂解，太低則因停留時(shí)間過長(zhǎng)也導(dǎo)致裂解，一般螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定于25-60rpm范圍，而TPE對(duì)擠出機(jī)要求比較寬松一些。

（3）TPU開機(jī)前確保螺桿、機(jī)頭、螺缸無死角清理，所有準(zhǔn)備工作完成，如半成品準(zhǔn)備、印字調(diào)試等，最后一步真正開成品了，才拉開料斗放料至螺桿，在開機(jī)初始階段，盡最大可能減少膠料在螺桿停留時(shí)間，放料后，5分鐘內(nèi)把機(jī)臺(tái)快速開動(dòng)起來，開頭這關(guān)鍵幾分鐘一定要處理好，注意順序，就會(huì)有事半功倍的成效。

（4）TPE對(duì)剪切沒有TPU敏感，停留時(shí)間長(zhǎng)也不會(huì)輕易分解，相對(duì)來說加工要方便些。

TPE和TPU電線電纜料加工成本對(duì)比：

（1）TPE材料成本和聚酯TPU成本區(qū)別不大，聚酯TPU略高，但是聚醚TPU的成本相對(duì)較高。

（2）三者TPE密度最低，聚醚TPU密度其次，聚酯TPU密度最大，使用TPE成本是最低的。

通過對(duì)TPE和TPU材料基本性能和材料加工工藝的對(duì)比，二者都有各自的優(yōu)勢(shì)和缺陷。但從國(guó)內(nèi)TPU和TPE產(chǎn)業(yè)鏈來分析，TPE原料市場(chǎng)渠道更為穩(wěn)定和便利，而TPU的生產(chǎn)原料大部分要依賴進(jìn)口，而且國(guó)內(nèi)生產(chǎn)工藝相對(duì)落后，產(chǎn)品穩(wěn)定性比較難保證，各個(gè)生產(chǎn)廠家的原料特性差異化較大，我們彈性體同行們需要去足夠了解才能有利于應(yīng)用和改性開發(fā)。